Mengapa bintang-bintang yang lahir di cluster akhirnya saling menjauh

Dengan kata lain, jika sekelompok bintang yang lahir dalam nebula yang sama, misalnya Pleiads, pada awalnya terikat secara gravitasi - apa yang menyebabkan mereka akhirnya terpisah dan melanjutkan secara individual? Apakah itu pengaruh massa "eksternal"? Atau apakah mereka dan selalu dilahirkan dengan kecepatan lepas? (jika yang terakhir benar maka saya pikir mereka tidak boleh dianggap benar-benar terikat sejak awal ...)

Keterbatasan atau cluster tetap harus ditetapkan dalam banyak kasus. Sebagian besar cluster menjadi tidak terikat dan bubar pada usia yang jauh lebih muda daripada Pleiades. Atau mereka mungkin terlahir tidak terikat seperti yang Anda sarankan.

Bintang-bintang dalam sebuah cluster memiliki distribusi kecepatan dan akan selalu ada ekor bintang-bintang berkecepatan tinggi yang akan dapat lepas dari potensi gravitasi dalam "proses penguapan", bahkan dalam sebuah cluster yang terikat secara global (yaitu jumlah dari energi potensial kinetik dan gravitasi adalah negatif).

Ternyata ini biasanya tidak cukup untuk menjelaskan hilangnya cluster. Mekanisme gangguan yang lebih efektif adalah gelombang Galactic. Bintang-bintang yang tersesat di luar radius pasang surut dapat dilepaskan dari gugusan. Pengurangan dalam massa cluster kemudian mengurangi radius pasang surut yang memungkinkan lebih banyak bintang untuk melarikan diri dalam apa yang akhirnya akan menjadi proses pelarian. Radius pasang surut untuk gugusan di dekat Matahari adalah sekitar$5 M^{1/3}$ tahun cahaya, di mana $M$adalah massa gugus yang dinyatakan dalam satuan massa matahari. Untuk Pleiades,$M \sim 1000 M_{\odot}$, jadi bintang-bintang yang tersasar lebih dari 50 tahun cahaya bisa hilang.

Dalam beberapa kasus, proses penguapan menyebabkan runtuhnya inti kluster. Bintang yang melarikan diri mengambil energi kinetik dan bintang yang tersisa menjadi lebih terikat. Inilah yang telah terjadi di sebagian besar gugus bola besar dan berumur panjang. Cluster terbuka yang kurang masif seperti Pleiades jauh lebih rentan terhadap disipasi pasut.

Saya ingin menambahkan bahwa cluster globular biasanya jauh lebih besar daripada yang terbuka / tidak teratur. Seringkali kita berbicara tentang ribuan atau bahkan jutaan bintang dalam gugus bola. Itu banyak massa dan, oleh karena itu, sebagian besar bintang dalam kelompok seperti itu terikat dengan baik oleh gaya gravitasi. Tentu saja ketika sebuah cluster melewati dekat massa besar (misalnya pusat galaksi atau awan debu besar) bintang-bintang tertarik secara gravitasi dan beberapa mungkin hidup cluster, sebenarnya kadang-kadang banyak yang mungkin meninggalkan membentuk "meninggalkan" kelompok dalam bentuk besar ekor bintang. Ekor (koleksi seperti ekor) semacam itu dari bintang-bintang mungkin sangat besar. Sederhananya, semuanya bermuara pada besarnya tarikan gravitasi yang diberikan pada mereka. Tarikan besar disebut goncangan pasang surut dan gelombang pasang karena mereka rumit, dan kinematika tidak semudah yang dipikirkan orang. Bagaimanapun, kluster bola besar di bawah gaya gravitasi (ada banyak gaya di sana) sangat ketat di tengah dan bahkan dapat membentuk lubang hitam besar di tengah. Bintang-bintang yang jauh dari inti kluster lebih cenderung untuk meninggalkan di bawah pengaruh gaya gravitasi eksternal di beberapa titik waktu ketika cluster berputar di sekitar pusat galaksi dan banyak hal berubah dari waktu ke waktu.

Cluster terbuka jauh lebih kecil dan tidak terikat erat oleh gaya gravitasi. Jadi, tidak mengherankan bahwa bintang-bintang dalam gugus seperti itu jauh lebih rentan terhadap sumber gravitasi besar yang dapat menarik mereka keluar dari gugusnya.

Kecepatan melarikan diri lebih mungkin dicapai nanti (agak kurang lebih serampangan) atau, lebih tepatnya, selama umur cluster, daripada di awal, terutama untuk cluster besar. Bintang-bintang yang lebih kecil (dalam hal massa) tentu saja lebih cenderung meninggalkan gugusnya, yang merupakan fisika dasar dan tidak perlu dikomentari lebih lanjut menurut pendapat saya.

Cluster globular paling terang 47 Tucanae (terlalu-kAH-nee) di langit malam sangat mungkin berisi lubang hitam besar di dekat pusat yang "menghisap" benda-benda dan bintang-bintang terdekat. Mereka tidak akan melarikan diri. Jadi, ini semua tentang gaya gravitasi di Galaksi kita yang menyebabkan bintang terpisah dari kelompoknya.